AutoBauLog: Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik

Beschreibung

Tiefbauvorhaben sind gekennzeichnet durch ihre Einmaligkeit, die Beteiligung einer Vielzahl unterschiedlicher Unternehmen an der Leistungserstellung und der daraus resultierenden, erfolgsentscheidenden Koordinationsfunktion.

Während die Bauplanung bereits vergleichsweise umfangreich IT-seitig unterstützt wird, bestehen in der Phase der Bauausführung noch erhebliche Verbesserungspotenziale. So zeigen sich dort ein geringer IT-Durchdringungsgrad, zahlreiche Medienbrüche und Schnittstellenprobleme sowie manuelle Informations- und Abstimmungsprozesse.

Das Projekt AutoBauLog entwickelte Modelle, Methoden und Werkzeuge, um Erdbaumaschinen mit softwarebasierter Intelligenz (Multiagentensysteme) und Sensorik auszustatten. AutoBauLog nutzte dabei Konzepte der Autonomie auf den Ebenen der Maschine, der Maschinen-Teams sowie auf Ebene des Baustellenleitstandes. Dadurch konnte eine Dezentralisierung der Entscheidungsprozesse auf Tiefbaustellen und die Selbstabstimmung der Baumaschineneinsätze ohne dispositiven Eingriff durch den Bauleiter erreicht werden. Dabei konnten in Simulationsstudien, Laborexperimenten und einer Feldstudie die Effizienz der projektspezifisch fortlaufenden (Neu-)Organisation des Bauablaufs nachgewiesen werden.

Beteiligte Personen

• Prof. Dr. Stefan Kirn
• M.Sc. Manuel Eisele
• Dipl.-Wirt.Ing. Ansger Jacob
• M.Sc. Johannes Merkert
• Dipl.-Oec. Marcus Müller
• Dipl.-Inf. Michael Schüle

Beteiligte Einrichtungen

• Universität Hohenheim, Lehrstuhl Wirtschaftsinformatik 2
• RIB Information Technologies AG (Stuttgart)
• Ed. Züblin AG (Stuttgart)
• Drees & Sommer Infra Consult und Entwicklungsmanagement GmbH (Stuttgart)
• Topcon Deutschland GmbH (Willich)
• Universität Karlsruhe, Institut für Technologie und Management im Baubetrieb und Institut für Industrielle Bauproduktion und Entwerfen
• Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w.V. (Fellbach)

Förderer

• Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
  Gefördert im Rahmen der Maßnahme "AUTONOMIK - Autonome und simulationsbasierte Systeme für den Mittelstand"

Publikationen im Rahmen des Projekts

• Müller, M. (2016). Leistungsanreize in der Transportlogistik. Entwicklung und Simulation aus Perspektive der Prinzipal-Agent-Theorie. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-658-12721-3
• Schüle, M. (2016). Interdependenzen zwischen Planungsproblemen: ein Multiagentenbasierter Koordinationsansatz. Dissertation, Universität Hohenheim, 07.06.2016. URL: http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2016/1232
• Müller, M. (2015). Reducing hazards in multiagent task delegation. In Proceedings of the 12th International Conference on Wirtschaftsinformatik (WI 2015) (pp. 1679-1693). Osnabrück, Germany.
• Müller, M. (2014). Anreizbasierte Koordination der Leistungserstellung in der Transportlogistik: Ein ökonomischer Ansatz zur Gestaltung und Simulation am Beispiel des Tiefbaus. Dissertation, Universität Hohenheim.
• Jacob, A. (2013). Verfügungsrechtliche Steuerung wertschöpfender Prozesse. Dissertation, Universität Hohenheim.
• Jacob, A. (2013). Verfügungsrechtliche Steuerung wertschöpfender Prozesse. Ein gestaltender Ansatz der Verteilten Künstlichen Intelligenz am Beispiel des Verkehrsinfrastrukturbaus. Springer Vieweg. https://doi.org/10.1007/978-3-658-04348-3
• Kirn, S., & Müller, M. (Hrsg.) (2013). Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau. Cuvillier.
• Kirn, S., Müller, M., Frantzen, C., & Hermanski, U. (2013). Das Projekt AutoBauLog – Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 3-12). Cuvillier.
• Seizer, B., & Müller, M. (2013). Szenarien für die autonome Baustellenlogistik. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 13-28). Cuvillier.
• Sturm, A., Voigt, W., Kaak, M., & Müller, M. (2013). Maschinensteuerung und Kommunikationsnetze für die autonome Tiefbaustelle. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 157-169). Cuvillier.
• Müller, M. (2013). Information, Anreiz- und Kontrollstrukturen in der Baustellenorganisation. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 173-190). Cuvillier.
• Jacob, A. (2013). Interaktion von Agent und Umgebung. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 195-207). Cuvillier.
• Schüle, M. (2013). Koordination zur Planung. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 209-229). Cuvillier.
• Eisele, M., & Merkert, J. (2013). Sensorbasierte Überwachung der Transportlogistik im Erdbau. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 233-254). Cuvillier.
• Schulz, H., Rabe, S., Sturm, A., Voigt, W., & Eisele, M. (2013). Wirtschaftliche Verwertung. In S. Kirn, S. & M. Müller (Hrsg.), Autonome Steuerung in der Baustellenlogistik – Modelle, Methoden und Werkzeuge für den autonomen Erdbau (S. 259-278). Cuvillier.
• Leukel, J., Jacob, A., Karaenke, P., Kirn, S., & Klein, A. (2011). Individualization of goods and services: towards a logistics knowledge infrastructure for agile supply chains. In Proceedings of the AAAI Spring Symposium on AI for Business Agility (pp. 36-49). Stanford, CA, USA.